V procesu izdelave tiskanih plošč je postopek stiskanja eden od ključnih členov, ki določajo kakovost izdelka. Tvori celovito strukturo s kompleksnimi funkcijami vezja s tesnim spajanjem več-plastnih podlag in bakrenih folij pod določenimi pogoji. V tem procesu je natančen nadzor temperature in tlaka kot "leva in desna roka", kar neposredno vpliva na trdnost vmesnega sloja, dimenzijsko stabilnost in električno zmogljivost. Globoko razumevanje mehanizmov in odnosov sodelovanja med obema je velikega pomena za izboljšanje zanesljivosti več-plastnih tiskanih plošč.
Temperatura: glavna gonilna sila za fuzijo materialov
Temperatura igra vlogo »katalizatorja« pri laminiranju več-plastnih PCB plošč, pri čemer je njena glavna funkcija spodbujanje reakcije strjevanja smole v substratu in doseganje tesne povezave materialov v vsaki plasti. Ko temperatura stiskanja doseže temperaturo posteklenitve smole, se trdna smola postopoma zmehča v staljeno stanje, ima fluidnost, lahko zapolni majhne vrzeli med substratom in bakreno folijo, odstrani vmesni zrak in postavi temelje za medslojno lepljenje. Ko se temperatura še naprej dviguje do temperature reakcije utrjevanja, se molekularne verige smole podvržejo reakcijam navzkrižnega-povezovanja, ki se postopoma preoblikujejo iz viskoznega stanja v trdno stanje, s čimer se tvori trda in stabilna lepilna plast, ki trajno veže materiale vsake plasti.
Racionalnost temperaturne krivulje neposredno določa kakovost stiskanja. Če je stopnja segrevanja prehitra, se lahko smola zaradi lokalnega pregrevanja prezgodaj strdi, kar povzroči nezadostno fluidnost in nezmožnost popolnega zapolnjevanja rež, nastajanje mehurčkov ali praznin; Če je segrevanje prepočasno, bo to podaljšalo cikel stiskanja, zmanjšalo učinkovitost proizvodnje in lahko povzroči tudi odstopanje linije zaradi prekomernega pretoka smole. Nadzor temperature med fazo izolacije je prav tako ključnega pomena, saj zagotavlja, da je reakcija strjevanja smole končana. Če je temperatura nezadostna ali je čas izolacije prekratek, utrjevanje smole ne bo zadostno in se bo medslojna povezovalna sila znatno zmanjšala, kar lahko povzroči razslojevanje med nadaljnjo uporabo; Če je temperatura previsoka, lahko povzroči razgradnjo smole, nastanejo hlapljivi plini in poškoduje strukturo vmesnega sloja.
Pritisk: ključni dejavnik pri zagotavljanju gostega medslojnega lepljenja
Tlak je ključni parameter, ki zagotavlja tesen stik med materiali v vsaki plasti več-plastne tiskane plošče. Njegova funkcija se odraža v dveh razsežnostih: prvič, odpravlja vrzeli med materiali, s čimer prisili staljeno smolo, da se v celoti infiltrira v površino bakrene folije in vlakna substrata, ter izboljša oprijem na površini; Drugi je zatiranje mehurčkov, ki nastanejo med postopkom strjevanja smole, pravočasno odvajanje hlapnih snovi in preprečevanje nastajanja napak med plastmi.
Uporaba tlaka mora biti usklajena s temperaturnimi spremembami. Ko je smola v staljenem stanju, je treba postopoma izvajati pritisk, da se smola pod pritiskom enakomerno pretaka in zapolni vrzeli med črtami; Ko smola preide v fazo utrjevanja, mora tlak ostati stabilen, da se preprečijo mikrorazpoke, ki jih povzroči krčenje smole. Če tlak ni zadosten, smola ne more v celoti zapolniti vrzeli in med plastmi se lahko pojavijo praznine, kar ima za posledico slabo prevodnost ali zmanjšano mehansko trdnost; Če je tlak previsok, lahko povzroči deformacijo podlage, zmanjša razmik med vezji in celo predstavlja nevarnost kratkega stika, zlasti pri večplastnih ploščah s tankim vezjem.
Sinergistični mehanizem temperature in tlaka
Idealen učinek več-slojne laminacije tiskanih plošč je odvisen od natančnega ujemanja temperature in tlaka. V začetni fazi stiskanja se temperatura najprej dvigne, da se smola zmehča. V tem času je treba tlak počasi povečevati, da se izognemo čezmerni lokalni obremenitvi, ki jo povzroči nezadosten pretok smole; Ko smola preide v optimalno pretočno stanje, mora tlak doseči nastavljeno vrednost, da se zagotovi tesno prileganje materiala; Med fazo utrjevanja smole je treba ob vzdrževanju stabilne temperature vzdrževati tlak, dokler reakcija strjevanja ni končana, da preprečimo vrzeli med plastmi zaradi krčenja.
Sinergijsko neravnovesje med obema bo neposredno povzročilo pojav napak. Na primer, če tlak ne sledi pravočasno, ko temperatura doseže vrh pretoka smole, lahko nastanejo praznine zaradi nezadostne fluidnosti smole; Če se pritisk uporabi prezgodaj in temperatura ne ustreza standardu, se lahko trda in krhka smola zdrobi, kar povzroči poškodbe vmesnega sloja. Zato je treba v postopku laminiranja razviti ustrezne krivulje temperaturnega tlaka, ki temeljijo na značilnostih substratnega materiala (kot je vrsta smole, vsebnost steklenih vlaken), da se doseže dinamično ravnovesje "kombinacije temperaturno pogojenega toka in tlaka, ki zagotavljata".
Ključni dejavniki, ki vplivajo na nastavitev parametrov temperature in tlaka
Parametri kompresijske temperature več-plastnih tiskanih plošč niso fiksne vrednosti in jih je treba prilagodljivo prilagoditi glede na zahteve izdelka in značilnosti materiala. Vrsta podlage je glavni dejavnik, ki vpliva: med podlagami iz epoksidne smole in podlagami iz poliimida obstaja velika razlika v temperaturi strjevanja. Prva se običajno giblje med 150-180 stopinjami, medtem ko slednja zahteva visoko temperaturo nad 200 stopinj, zato je treba ustrezno prilagoditi tudi ustrezne parametre tlaka.
Gostota vezja je enako kritična kot debelina plošče. Razmik med vrsticami več-plošč z visoko gostoto je majhen in prostor za pretok smole je omejen. Zato je treba uporabiti nižji tlak in bolj gladko ogrevalno krivuljo, da se prepreči deformacija voda; Stiskanje debele plošče zahteva višji pritisk in daljši čas izolacije, da se zagotovi popolno utrjevanje notranje smole. Poleg tega lahko debelina in število plasti bakrene folije vplivata tudi na učinkovitost toplotne prevodnosti, kar zahteva fino-nastavitev temperaturne krivulje, da se prepreči neenakomerno strjevanje zaradi neenakomernega segrevanja vsake plasti.
Izvedbena pot natančnega nadzora temperature in tlaka
Da bi dosegli natančen nadzor temperature in tlaka, je potrebna dvojna garancija za strojno opremo in upravljanje procesa. Kar zadeva proizvodno opremo, morajo imeti sodobni stroji za laminiranje visoko{1}}natančne sisteme za nadzor temperature, ki zagotavljajo, da je temperaturna razlika na vsakem območju grelne plošče nadzorovana v okviru ± 2 stopinj, in opremljene z napravami za povratno informacijo o tlaku, da dosežejo-regulacijo tlaka v realnem času. Z vidika vodenja procesa je potrebno s poskusno proizvodnjo preveriti racionalnost krivulje temperaturnega tlaka, z analizo rezin in drugimi metodami zaznati stanje medslojne vezi ter stalno optimizirati parametre.
Enako pomemben je celoten sistem spremljanja procesa. Med postopkom stiskanja se podatki o temperaturi in tlaku zbirajo v realnem-času prek senzorjev v primerjavi s standardno krivuljo, v primeru odstopanja pa se takoj sproži alarm in samodejno prilagodi. Ko je proizvodnja končana, se na končnem izdelku izvede preverjanje zanesljivosti, kot sta testiranje toplotnega šoka in trdnost luščenja, da se zagotovi, da učinek nadzora temperature in tlaka izpolnjuje zahteve.